Riesige Gaswolken in der Leere zwischen benachbarten Galaxien gefunden

Wasserstoffwolken zwischen der Andromeda-Galaxie M31 und der Triangulum-Galaxie M33

Diese kombinierte Grafik zeigt ein hochauflösendes Bild (Einschub) des Green Bank Telescope von kürzlich entdeckten Wasserstoffwolken zwischen der Andromeda-Galaxie M31 (oben rechts) und der Triangulum-Galaxie M33 (unten links). Bild veröffentlicht 8. Mai 2013. (Bildnachweis: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF)

Ein noch nie dagewesenes interstellares Gasnetzwerk zwischen zwei nahe gelegenen Galaxien könnte das Rohmaterial liefern, das für Milliarden von Jahren für die Sternentstehung benötigt wird, sagen Wissenschaftler.



Die Entdeckung stammt aus einer neuen Untersuchung der dunklen, sternlosen Leere zwischen der Andromeda-Galaxie (M31) und der Triangulum-Galaxie (M33), die ergab, dass die riesigen Wolken aus heißem ionisiertem Wasserstoffgas einen neuen Zustrom für die Sternengeburt bieten könnten.

Ein Team von Astronomen unter der Leitung von Spencer Wolfe von der West Virginia University nutzte das Green Bank Telescope in West Virginia, um die Region zwischen den beiden nahe gelegenen Galaxien genauer zu untersuchen. Die Studie, die zu der Entdeckung führte, begann zunächst als Folgemaßnahme zu früheren Beobachtungen derselben Region vor mehr als zehn Jahren. [ Sehen Sie sich ein Video der noch nie dagewesenen Wolken zwischen den Galaxien an ]

'Wir wollten nicht nur bestätigen, ob die Funktion echt ist oder nicht, sondern auch die Struktur besser verstehen', sagte Wolfe gegenüber demokratija.eu per E-Mail.

Ihre Entdeckung, dass sich der größte Teil des ionisierten Wasserstoffgases in unabhängigen Wolken befand, deutet auf eine Quelle von Sternentstehungsbrennstoff für die nahe gelegenen Galaxien hin.

Nahezu unsichtbare Gasversorgung

Ionisierter Wasserstoff ist ein Wasserstoffatom, dem sein Elektron entzogen wurde. Es ist extrem schwach und schwer zu messen, trotz seiner Fülle in das Universum . Anstatt es direkt anzuvisieren, richteten Wolfe und sein Team ihr Teleskop auf den neutralen Wasserstoff – ein Wasserstoffatom, das ein Elektron enthält – in den Wolken.

'Selbst ionisiertes Gas ist nicht vollständig ionisiert', sagte Robert Braun vom CSIRO Astronomy and Space Science in Australien gegenüber demokratija.eu per E-Mail. Braun war an der Forschung nicht beteiligt, schrieb aber einen Kommentar, der heute (8. Mai) mit der Studie im Online-Journal Nature erschien.

Wenn nur 1 Prozent des Gases neutralisiert wäre, dann könnte von 100 Wasserstoffkernen nur einer in seinem atomaren Zustand entdeckt werden. Durch die Suche nach diesem kleinen Prozentsatz konnte Wolfe den gesamten Cloud-Komplex abbilden. Die Untersuchung, wie Licht im optischen und ultravioletten Teil des Spektrums absorbiert wird, half dem Team, abzuschätzen, wie viel des Gases ionisiert wurde und wie viel das Gas selbst ist.

Die Messung des neutralen Wasserstoffs ermöglichte es dem Team, die Struktur des Gases zu kartieren und zeigte, dass mehr als die Hälfte davon in Wolken mit mehreren tausend Lichtjahren Durchmesser gesammelt wurde. Jede der sieben Wolken, die in der relativ kleinen Region des Weltraums gesichtet werden, hat die Größe kleiner Ansammlungen von Sternen, die als Zwerggalaxien bekannt sind, obwohl den Wolken selbst keine Sterne fehlen.

Eine Nahaufnahme der Wolken aus Wasserstoffgas.

Eine Nahaufnahme der Wolken aus Wasserstoffgas.(Bildnachweis: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF)

Nachdem Wolfe und sein Team festgestellt hatten, dass das Gas zwischen den Galaxien überwiegend in kondensierenden Wolken lag, modellierten sie ihre Bewegung. Die Wolken bewegen sich mit ähnlichen Geschwindigkeiten durch den Weltraum wie die zwei nahegelegenen Galaxien, was darauf hindeutet, dass es sich eher um unabhängige Körper als um Abwurf von einer der beiden Galaxien handelt.

Das Material scheint entlang einer zusammenhängenden Struktur zu liegen, einem riesigen kosmischen Netz, das die Galaxien verbindet. Solche Filamente werden von Dunkler Materie zusammengehalten, dem unbekannten Material, von dem angenommen wird, dass es etwa 80 Prozent des Universums ausmacht.

'Unsere aktuelle Hypothese ist, dass dieses Gas tatsächlich aus einem diffusen Materialfaden kondensiert, von dem angenommen wird, dass er sich im Raum zwischen Galaxien befindet', sagte Wolfe.

Der scheinbar desolate Raum zwischen den Galaxien ist alles andere als leer. Wasserstoffgas zwischen Ansammlungen von Sternen könnte aus mehreren Quellen stammen. Wenn massereiche Galaxien miteinander interagieren, können ihre Gezeitenkräfte Gas in die Region zwischen ihnen ziehen. [ Wenn Galaxien kollidieren: Fotos von galaktischen Abstürzen ]

Offener Sternhaufen Messier 50

Treibstoff für neue Sterne

Eine solche Begegnung scheint zwischen der Andromeda-Galaxie, der der Milchstraße am nächsten gelegenen Spiralgalaxie, und der Dreiecksgalaxie . Die beiden Galaxien liegen 2,6 Millionen bzw. 3 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt und sind Teil der Lokalen Gruppe, die aus der Milchstraße und 30 anderen Galaxien besteht. Modelle deuten darauf hin, dass die beiden Galaxien nahe aneinander vorbeizogen, sich aber nicht berührten, dass aber möglicherweise etwas Gas von einer oder beiden Galaxien abgezogen wurde.

Solche Interaktionen hätten ausgedehnte Gaswolken erzeugt, anstatt die Wolken, die Wolfe und sein Team sehen.

Das Wasserstoffgas kann auch aus dem frühen Universum übrig bleiben, das im Laufe der Zeit von Galaxien langsam verbraucht wird. Obwohl wahrscheinlich beide Mechanismen aktiv sind, wies Braun darauf hin, dass aktuelle Simulationen darauf hindeuten, dass die primordiale Komponente dominiert.

Galaxien benötigen Gas, um die Sternentstehung voranzutreiben, aber sie verbrennen ihren ursprünglichen Vorrat innerhalb weniger Milliarden Jahre. Kollisionen zwischen Galaxien, wie die, die zwischen Andromeda und die Milchstraße in wenigen Milliarden Jahren für einen neuen Zustrom sorgen kann, aber oft nur vorhandenes Material neu anordnet. Die Andromeda-Galaxie ist jedoch ungefähr 9 Milliarden Jahre alt, was darauf hindeutet, dass sie, wie die meisten Galaxien, einen neuen Materialzufluss benötigt, um weiterhin Sterne zu bauen.

Wolfe und sein Team vermuten, dass diese Gaswolken eine zukünftige Quelle der Sternentstehung für die Andromeda- und Triangulum-Galaxien darstellen könnten. Wenn solche Wolken weit verbreitet sind, könnten sie eine Quelle für andere Galaxien sein, aber wie groß ihr Anteil ist, ist noch ungewiss.

'Dies ist das erste Mal, dass wir dieses Maß an Helligkeit zuverlässig erreichen konnten, daher ist es schwer zu sagen, wie weit verbreitet die Wolken wirklich sind', sagte Wolfe.

'Zukünftige Beobachtungen anderer Gebiete um M31 und M33 werden uns helfen, besser zu verstehen, wie viel von diesem Gas vorhanden ist und welche Rolle es spielt.'

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